路徑規(guī)劃快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)滾動(dòng)窗口碩士論文

1、自主式移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究及軟件仿真實(shí)現(xiàn)軟件工程， 2011， 碩士【摘要】 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和傳感器技術(shù)等其它相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,移動(dòng)機(jī)器人研究已經(jīng)成為人工智能研究的重點(diǎn)。其中,路徑規(guī)劃是智能移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域中的關(guān)鍵問(wèn)題之一,也是當(dāng)今移動(dòng)機(jī)器人研究的熱點(diǎn)。本文把一種基于滾動(dòng)窗口的快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)(RRT)算法,應(yīng)用在某3D仿真軟件之上,使得該移動(dòng)機(jī)器人在虛擬環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)路徑規(guī)劃。論文介紹了移動(dòng)機(jī)器人以及移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的發(fā)展現(xiàn)狀,闡明了路徑規(guī)劃問(wèn)題研究的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值;在對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,以某輪式移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象,為其建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型

2、。在分析RRT算法現(xiàn)存問(wèn)題的基礎(chǔ)之上,提出并詳述了一種新的基于滾動(dòng)窗口的啟發(fā)式RRT算法,命名為WHRRT算法。該算法充分利用了機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中探測(cè)到的局部信息進(jìn)行實(shí)時(shí)規(guī)劃,以反復(fù)多次的局部規(guī)劃代替一次性完成的全局規(guī)劃,使規(guī)劃出來(lái)的路徑更為合理。根據(jù)上述WHRRT算法在利用C#和DirexctX9搭建的一個(gè)簡(jiǎn)仿真系統(tǒng)平臺(tái)上模擬了算法的具體實(shí)現(xiàn),驗(yàn)證算法的有效性。 更多還原【Abstract】 With the development of computer technology, automatic control technology and sensor technology

3、and other related technologies, mobile robot research has become the focus of research in artificial intelligence. Among the research of intelligent mobile robot research, path planning is one of the key issues and has become one of the hot spots of todays mobile robotics research. In this paper, ra

4、pidlyexploring random tree (RRT) algorithm based on rolling windows, is applicated to develop an auton. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 路徑規(guī)劃； 快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)； 滾動(dòng)窗口； 【Key words】 Path Planning； Rapidly-Exploring Random Tree； Rolling Window； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 緒論 7-11 1.1 研究目的和意義 7-8 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8-10 移動(dòng)機(jī)器人研究現(xiàn)狀 8-9 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀

5、 9-10 1.3 本文研究?jī)?nèi)容 10 1.4 論文組織結(jié)構(gòu) 10-11 第二章 機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) 11-23 2.1 機(jī)器人技術(shù) 11-13 感知技術(shù) 11-12 控制技術(shù) 12 導(dǎo)航技術(shù) 12-13 2.2 機(jī)器人原理分析 13-17 輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理 13-14 輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 14-17 2.3 路徑規(guī)劃算法 17-22 路徑規(guī)劃概述 17-18 基于圖論的全局路徑規(guī)劃 18-20 基于柵格法的全局路徑規(guī)劃 20 人工勢(shì)場(chǎng)法 20-21 模糊邏輯法 21-22 2.4 本章小結(jié) 22-23 第三章 快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù)RRT 算法的問(wèn)題分析與改進(jìn)方案 23-33 3.1

6、RRT 算法概述 23-24 3.2 RRT 算法的基本流程 24-26 隨機(jī)樹(shù)構(gòu)建階段 24-25 路徑搜索階段 25-26 3.3 RRT 算法的問(wèn)題分析 26-27 3.4 RRT 算法的改進(jìn)方案 27-32 環(huán)境信息建模 28 構(gòu)造滾動(dòng)窗口 28-29 隨機(jī)采樣規(guī)劃 29-32 3.5 本章小結(jié) 32-33 第四章 基于滾動(dòng)窗口的啟發(fā)式WHRRT 算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 33-49 4.1 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介 33 4.2 算法仿真的模塊設(shè)計(jì)和運(yùn)行原理 33-37 仿真的模塊設(shè)計(jì) 33-36 仿真運(yùn)行協(xié)作圖 36-37 4.3 基于滾動(dòng)窗口的啟發(fā)式WHRRT 算法的軟件仿真實(shí)現(xiàn) 37-43 基于滾動(dòng)窗口的啟發(fā)式WHRRT 算法的路徑規(guī)劃的主要流程 37-38 rrtPlaning 函數(shù)的設(shè)計(jì) 38-41 rrtPlaning 函數(shù)的實(shí)現(xiàn) 41